Все мы мечтали отмотать время назад или исправить неловкий момент.
Ну а будем честны, такие мысли быстро проходят. Для большинства путешествия во времени просто киношная выдумка. Но для астрофизиков это не фантастика, а серьезная загадка, скрытая в ткани пространства-времени. И новые модели показывают, Вселенная может допускать искривление времени способами, которые раньше казались невозможными. Люди мечтали управлять временем задолго до сложных научных моделей.
В древней индуистской легенде царь побывал на небесах несколько минут и вернулся спустя века. В японской легенде рыбак провел несколько дней в подводном дворце, а вернувшись, обнаружил, что прошли поколения. Эти мифы намекают, время течет по-разному в разных местах. Идея путешествий во времени возникла не только из сожалений или любопытства, ее подсказало наблюдение за космосом. Время кажется константой в нашей жизни.
Оно всегда течет вперед, как река, плавно и предсказуемо. Но стоит удалиться от нашей планеты, картина меняется. Для физиков время искривляется, растягивается и замедляется, в зависимости от скорости движения или силы гравитации. И это не просто теория, это измеримый, доказанный факт, заложенный в технологии, которыми мы пользуемся каждый день.
Например, астронавты на МКС вращаются вокруг Земли со скоростью 27 тысяч километров в час, и их часы идут чуть медленнее наших. Разница миллисекунды, но технически они постарели меньше. Этот эффект заметен и в обычном GPS. Спутники испытывают меньшую гравитацию, поэтому их часы идут чуть быстрее. Поэтому GPS нужна постоянная корректировка, иначе телефон решит, что вы за километры от реального места.
Гравитация тоже влияет на время.
Ученые доказали это с помощью атомных часов. Атомные часы — эталонное устройство измерения времени. Они работают не на шестеренках или кристаллах, а на атомах — природных метрономах Вселенной. Одни часы поставили на крыши небоскреба, другие — ближе к Земле. Нижние, испытывая более сильную гравитацию, шли чуть медленнее. Разница была крошечной, но это доказало — даже высота влияет на время.
А теперь представьте себя рядом с черной дырой, где минуты равняются годам. Это поможет понять умопомрачительные сцены из "Интерстеллара". Да, время искривляется, ученые это знают. Теперь задача – научиться делать это намеренно. Эйнштейн доказал, что время может течь по-разному для разных наблюдателей. Чем быстрее вы движетесь, тем медленнее для вас идет время. Это явление называется замедлением времени. Вспомните Флеша из комиксов.
Он бежит невероятно быстро, но на самом деле не замедляет мир вокруг. Его собственные часы идут медленнее, поэтому для него все выглядит застывшим. Если достичь скорости света, ваше время почти остановится, а остальная вселенная продолжит мчаться вперед. Десятилетиями физики считали это единственным путем к путешествиям во времени. Но Флэш — супергерой.
А Эйнштейн доказал, что ничто с массой не может достичь такой скорости. Чем быстрее вы движетесь, тем тяжелее становитесь, и тем больше энергии нужно для ускорения. Чтобы достичь скорости света, нужна бесконечная энергия. Ведь ваша масса тоже станет бесконечной. А поскольку бесконечной энергии не существует, это физически невозможно. Физики начали задаваться вопросом, если время может растягиваться и искривляться, может ли оно складываться?
В 1994 году физик Мигель Алькубьерре поставил интересный вопрос.
Позволяет ли математика Эйнштейна двигаться быстрее света, не нарушая правил, а искривляя само пространство? Его ответ был «возможно». Он представил варп-пузырь — область пространства вокруг корабля, которая движется вместе с ним, неся его как космический конвейер. Внутри этого пузыря сам корабль не движется. Пространство впереди сжимается, позади растягивается, а корабль скользит на волне, как серфер по морю.
Внутри пузыря корабль не ощущает движения. Он стоит на месте, но пузырь переносит его на огромное расстояние. И поскольку корабль не движется сквозь пространство быстрее света, он не нарушает правил Эйнштейна. Движется сама Вселенная. Такому гипотетическому пузырю нужна особая энергия для искривления пространства-времени. Изначально уравнения Алькубьерре требовали отрицательной энергии или экзотической материи.
Вещества, которые никогда не находили в достаточном количестве. По ранним расчетам нужно было больше энергии, чем мог бы дать Юпитер. Годами ученые задавались вопросом, допускает ли Вселенная космический путь напрямик без нарушения известных законов физики. Хотя ничего практичного пока не найдено, теоретики изучают модели замкнутых временеподобных кривых, петель в пространстве времени, которые загибаются сами на себя.
Новые ответы порождают новые вопросы. Какие загадки, связанные с темой, вам кажутся самыми интригующими?